Podstawy animacji w programie 3D Studio MAX
Przygotowanie obiektów i sceny
Podstawy tworzenia animacji opisano na przykładzie obiektu (kuli) odkształcającego się spręŜyście pod wpływem przyłoŜonej siły.
Obiekt zostaje opuszczony z pewnej wysokości i porusza się w polu sił grawitacyjnych. Jego energia potencjalna zamienia się w energie kinetyczną nadając mu ruch jednostajnie przyspieszony. Uderzenie kuli w podłoŜe jest idealnie spręŜyste (nie występuje strata energii).
Wykonanie obiektu:
1. Kliknąć na przycisku Sphere w zakładce Create.
2. W rolecie Keyboard Entry wprowadzić parametry połoŜenia i promienia kuli jak na poniŜszym rysunku i nacisnąć przycisk Create.
Kulę moŜna utworzyć takŜe bezpośrednio na scenie
3. Kliknąć na przycisku Select Object, aby zamknąć procedurę tworzenia następnych obiektów typu Sphere.
4. Kliknąć na przycisku Zoom Extents All w celu pokazania obiektów w maksymalnym powiększeniu na scenie.
5. Wskazać aktywną rzutnię Left poprzez kliknięcie w jej polu myszą. Następnie kliknąć na przycisku Max/Min Toggle w celu ustawienia tej sceny o max rozmiarach.
6. Za pomocą kontrolerów nawigacji Zoom oraz Pan wyregulować połoŜenie i rozmiar kuli na scenie jak pokazano na rysunku.
Współrzędna z=0 globalnego układu współrzędnych powinna leŜeć tuŜ przy dolnej krawędzi sceny.
7. Ustawić
połoŜenie suwaka czasu na framę 0.
Obiekt oraz scena są przygotowane do animacji.
Animacja połoŜenia obiektu
Animacja pojedynczego cyklu:
1. Włączyć przycisk Toggle Animation Mode. Następnie przesunąć
suwak czasu na
framę 10.
2. Włączyć uchwyt przyciągania 3D Snap Toggle jeśli nie był uprzednio włączony. Domyślne ustawienie uchwytu jest do siatki.
3. Kliknąć na przycisku Select and Move, po czym kliknąć na osi restrykcji
Y.
4. Kliknąć myszą w środku kuli i przesunąć ją pionowo w dół tak aby dotknęła podłoŜa. Współrzędne środka kuli względem układu globalnego powinny wskazywać x=0, y=0, z=30.
5. Przesunąć suwak
czasu na framę 20.
6. Kliknąć w środku kuli i przesunąć ją pionowo w górę w to połoŜenie wjakim znajdowała się przy framie 0.
7. Wyłączyć przycisk Toggle Animation Mode.
8. Przesuwanie
suwaka pomiędzy framami 0-20 spowoduje zmianę połoŜenia kuli. Framy kluczowe zaznaczone są w postaci zaczernionych punktów na belce poniŜej suwaka.
9. Kliknąć na przycisku Time Configuration. Pojawi się okno dialogowe, w którym uŜytkownik moŜe dokonać wielu ustawień dotyczących miedzy innymi czasu odtwarzania animacji.
10. W celu dokonania analizy animacji kuli proponuje się ustawić parametry odtwarzania z małą prędkością 1/4x.
Po ustawieniu odpowiednich parametrów kliknąć na przycisku Ok.
11. Kliknąć na przycisku Play Animation i obserwować dynamikę animacji pomiędzy framami 0-20.
Na podstawie obserwacji ruchu kuli moŜna stwierdzić, Ŝe jej dynamika nie jest właściwa.
Nie jest to swobodny ruch w polu sił grawitacyjnych. Przyczyną tego stanu są domyślne ustawienia interpolacji ruchu pomiędzy framami kluczowymi.
Aby dokonać zmian parametrów fram kluczowych, zmodyfikować animację lub dokonać precyzyjnych ustawień naleŜy uŜyć modułu Track View.
Wprowadzenie do modułu Track View
Struktura modułu Track View:
Otwarcie modułu Track View realizowane jest przez kliknięcie na ikonie Open Track View.
Lista hierarchii Pasek narzędzi Okno edycji
Przyciski nawigacji
Okno po lewej stronie jest listą hierarchii.
Zawiera ona listę wszystkich obiektów i materiałów utworzonych na scenie. Zawiera takŜe wszystkie inne elementy mogące być uŜyte w animacji takie jak dźwięk, parametry świateł, parametry mapowania itp.
Okno edycji jest miejscem, gdzie uŜytkownik dokonuje między innymi przesunięć, kopiowania i kasowania fram kluczowych.
Znajdują się tu takŜe narzędzia do modyfikacji parametrów interpolacji fram.
Otwarcie kanału animacji kuli:
1. Kliknąć na znaku + po lewej stronie napisu Objects. Pojawi się odgałęzienie do obiektu Sphere01
2. Kliknąć na znaku + po lewej stronie napisu Sphere01. Pojawi się odgałęzienie
do ścieŜki
transformacji i parametrów kuli.
3. Kliknąć na znaku + ścieŜki transformacji.
UkaŜą się wszystkie ścieŜki transformacji takie jak połoŜenie, obroty, skalowanie.
Wszystkie te parametry podlegają animacji.
W oknie edycji pojawią się framy kluczowe przy tych transformacjach, które uŜytkownik animował.
Zakres fram w oknie edycji wynosi od 0 do 100. UŜytkownik moŜe zmienić ten zakres od pierwszej do ostatniej framy kluczowej.
4. Kliknąć na ikonie (fly out) i wybrać Zoom Horizontal Extents Keys. Zakres fram w oknie edycji zostanie zmieniony od 0 do 20.
Tak przedstawiona informacja w oknie edycji modułu Track View nie jest wystarczająca do analizy połoŜenia sfery zwłaszcza pomiędzy framami kluczowymi (kluczami).
UŜytkownik moŜe zaŜądać pokazania przebiegów pomiędzy kluczami. Są to wykresy połoŜenia, obrotu, skalowania jako funkcje poszczególnych fram.
5. Kliknąć na
napisie Position w celu zaznaczenia ścieŜki transformacji odpowiadajacej połoŜeniu.
6. Kliknąć na ikonie Function Curves.
W oknie edycji pojawią się przebiegi połoŜenia kuli. Trzy ciemne kwadraty oznaczają framy kluczowe.
Zmiana dynamiki ruchu kuli
Framy kluczowe połączone są krzywymi przejściowymi. KaŜdy klucz zawiera informacje o kącie i kierunku tej krzywej, która przechodzi przez niego. Taka para danych (kąt, kierunek) jest parametrem określanym w 3Dstudio MAX mianem tangent.
Program zawiera domyślne ustawienia parametru tangent, które nie zawsze odpowiadają dynamice ruchu wymaganej przez uŜytkownika.
Właściwości tangent kaŜdego klucza mogą być zmieniane za pomocą dialogu Key Info.
Wywołanie dialogu Key Info:
Ustawić kursor na dowolnym kluczu (ciemny mały kwadrat) i nacisnąć prawy przycisk myszy.
Pojawi się okno dialogu Key Info o informacji zawierającej (od góry) numer klucza (2), numer framy (10), współrzędne punktu połoŜenia (X=0, Y=0, Z=30), Parametry krzywej na wejściu klucza In oraz parametry krzywej na wyjściu z klucza Out.
Ikony In oraz Out reprezentują przyciski typu flyout (rozwijane).
Zmiana parametrów krzywych przejściowych:
1. Wybrać klucz nr 2 (frama 10).
2. Wybrać typ krzywej na przycisku In.
3. Wybrać typ krzywej na przycisku Out.
4. Zamknąć dialog Key Info.
Kształt krzywej przejściowej przy kluczu nr 2 zmieni się.
5. Zminimalizować okno Track View aby odsłonić scenę.
6. Kliknąć na przycisku Play i obserwować dynamikę ruchu kuli.
Dynamika jest poprawna przy framie 10, ale zła przy framie 0 i 20.
7. Kliknąć ponownie na Play aby zatrzymać animację.
8. Przywołać okno Track View przez kliknięcie na przycisku Przywróć.
9. Ustawić kursor na dowolnym kluczu (ciemny mały kwadrat) i nacisnąć prawy przycisk myszy.
10. W dialogu Key Info wybrać klucz nr 1 i ustawić parametry krzywej jak poniŜej
11. W dialogu Key Info wybrać klucz nr 3 i ustawić parametry krzywej jak poniŜej
12. Zamknąć dialog Key Info.
Tak zdefiniowane krzywe przejściowe mogą odwzorowywać ruch kuli w polu sił grawitacyjnych.
13. Zminimalizować okno Track View aby odsłonić scenę.
14. Kliknąć na przycisku Play i obserwować dynamikę ruchu kuli.
Tym razem dynamika ruchu kuli pomiędzy framani 0 i 20 jest poprawna.
Animacjia deformacji sfery
Podczas zetknięcia się sfery z podłoŜem następuje jej deformacja polegająca na zmniejszeniu się wymiarów sfery w kierunku Z przy jednoczesnym powiększeniu w kierunku X i Y. Proponuje się wykorzystać w tym celu transformację skalowania typu Squash. Aby mechanizm skalowania Squash zadziałał poprawnie naleŜy dokonać przesunięcia pivota na brzeg sfery w jej dolnym punkcie.
Zmiana połoŜenia pivota sfery i animacja deformacji
1. Przesunąć suwak czasu
na framę 10.
2. Zaznaczyć sferę przez kliknięcie myszką (jeśli nie była wyselekcjonowana).
3. Otworzyć panel Hierarchy i kliknąć na przycisku Pivot.
4. Kliknąć na przycisku Affect Pivot Only włączając go. Ikona pivota sfery pojawi się w jej środku.
5. Dokonać transformacji
przemieszczenia pivota przez kliknięcie na ikonie Select and Move a następnie kliknąć na ikonie pivota (scena Left) i przesunąć go w dół tak aby przyjął współrzędne X=0, Y=0 i Z=0.
6. Kliknąć na przycisku Affect Pivot Only wyłączając go. Ikona pivota sfery zniknie.
7. Kliknąć na ikonie Percent Snap włączając moŜliwość skalowania o określony stopień wyraŜony w procentach.
8. Ustawić aktywną i z maksymalnym powiększeniem scenę Perspective.
9. Kliknąć na ikonie Select and Squash.
10. Włączyć przycisk Animate.
11. Zaznaczyć płaszczyznę restrykcji XY 12. Kliknąć na kuli i wyregulować jej
rozmiary tak, aby spłaszczenie na osi Z wynosiło 70% natomiast na osi X i Y wynosiło 140%.
13. Wyłączyć przycisk Animate.
14. Kliknąć na przycisku Play i obserwować dynamikę ruchu sfery
Dodanie kluczy animacji do procesu deformacji sfery
Łatwo zauwaŜyć, Ŝe dynamika odkształcania się sfery jest niewłaściwa. Kula deformuje się począwszy od framy 0 aŜ do framy 10. Od framy 10 do framy 20 kula jest zdeformowana w sposób stały. W celu uzyskania właściwej animacji zakłada się, Ŝe kula upadnie na podłoŜe przy framie 8 i pozostanie na podłoŜu aŜ do framy 12. Pomiędzy framą 8 i 12 następować będzie deformacja.
1. Otworzyć ponownie okno modułu Track View i kliknąć na transformację Scale.
2. Przy uŜyciu narzędzi
nawigacji z modułu Track View ustawić zakres i rozmiar krzywych skalowania jak na rysunku poniŜej
3. Upewnić się, czy włączony jest przycisk Move Keys. Wcisnąć na klawiaturze SHIFT i trzymając go kliknąć na kluczu 1 (frama 0) a następnie przesunąć myszkę na framę 8. Zwolnić przycisk myszki i klawisz SHIFT. To spowoduje skopiowanie klucza z framy 0 na 8.
4. W podobny sposób ja powyŜej dokonać skopiowania klucza z framy 8 na 12 i 20.
5. Ustawić kursor na dowolnym kluczu i prawym myszki otworzyć menu kontekstowe umoŜliwiające regulację parametrów kluczy animacji. Przechodząc
od klucza nr 1 aŜ do 5 ustawić parametry tak jak pokazano na poniŜszych rysunkach
To pozwoli uzyskać zakładane odkształcenie pomiędzy framą 8 i 12 tak jak na poniŜszym rysunku.
6. Zminimalizować okno Track View i kliknąć na przycisku Play w celu obserwacji dynamiki deformacji.
